本文關鍵詞：選區(qū)激光熔化鈷鉻合金工藝與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京工業(yè)大學》 2015年

選區(qū)激光熔化鈷鉻合金工藝與性能研究

趙進炎  

【摘要】：3D打印技術是以數(shù)字化模型為基礎,將材料逐層堆疊成實體零件的新型制造技術,是先進制造技術的重要組成部分,而選區(qū)激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)屬于典型的金屬3D打印技術。當前,SLM技術在國外已廣泛用于航空航天、汽車、生物醫(yī)療等領域,國內(nèi)對該技術的應用雖在航空航天領域已達到了國際領先水平,但在其他領域尤其是對個性化植入需求量較大的生物醫(yī)療領域應用較少,技術不成熟,缺乏相關工藝研究。此外,在裝備設計、核心器件、材料以及成型軟件方面,國內(nèi)的基礎也相對薄弱。本論文以口腔應用領域為背景,立足裝備設計以及工藝優(yōu)化研究,采用鈷鉻合金為成型材料,利用自主開發(fā)的選區(qū)激光熔化設備進行了系統(tǒng)的工藝優(yōu)化研究。通過單層單道成型實驗獲得了合理的工藝窗口以及初步的優(yōu)化參數(shù);單層多道實驗確定了搭接率對成型質(zhì)量的影響;最后通過正交實驗探索了激光線能量、組分含量、粉層厚度以及層間策略對體成型制件性能的影響規(guī)律,同時闡述了制件性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn):通過優(yōu)化的工藝參數(shù)可以獲得激光能量密度與熔寬的穩(wěn)定擬合關系,從而為單層多道以及體成型提供合理的工藝參考;搭接率為35%時,相鄰熔道之間搭接緊密,重熔部分的膨脹高度合理,使單層多道成型表面粗糙度最低為5μm,獲得了光滑平整的表面;各因素對體成型之間表面粗糙度、致密度的影響順序均為粉層厚度激光線能量組分含量層間策略,且各因素均對兩者呈現(xiàn)出完全相反的影響趨勢。成型過程中粉層的熔化收縮以及厚度的累積是造成成型質(zhì)量變差的重要原因;表面粗糙度的累積效應越小,成型件內(nèi)部的孔隙數(shù)量越少,從而提高致密度;制件的宏觀硬度對致密度具有顯著的依賴關系,致密度越大,宏觀硬度越大,通過優(yōu)化工藝制得的工件致密度達到98.04%,宏觀硬度為40HRC,符合ASTM標準。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG665
【目錄】：

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